Secagem de mamona da variedade BRS energia: experimentação e simulação.

Subprodutos à base de óleo de rícino são utilizados na fabricação de vários produtos de base comercialmente importantes, tais como: surfactantes, lubrificantes, tintas, produtos farmacêuticos, cosméticos, poliésteres, polímeros, etc. A mamona tem na sua composição aproximadamente 50% de óleo, com especiais características, tais como elevada viscosidade, estabilidade ao calor e pressão, baixo ponto de congelamento e habilidade para formar substâncias cerosas após tratamentos químicos. A mamona é um candidato potencial para a produção de biodiesel; No entanto, este produto deve ser seco, a fim de reduzir o teor de umidade (10%), para o armazenamento seguro. A secagem é uma operação complexa, que envolve a transferência transiente de calor e de massa, que provoca transformações físicas e químicas do produto, o qual, por sua vez, pode causar alterações na qualidade do mesmo, bem como nos mecanismos de transferência de calor e de massa . Este trabalho apresenta um estudo experimental e numérico da secagem de frutos de mamona (Ricinus communis L., variedade "BRSEnergia"). Um modelo matemático tridimensional transiente é apresentado para predizer a transferência de massa e calor e simular a distribuição do teor de umidade e temperatura no interior do sólido, considerando as propriedades termofí sicas constantes, utilizando-se o software ANSYS CFX®. Para a validação da metodologia numérica foram realizados experimentos de secagem com frutos de mam ona da variedade BRS Energia. Nos experimentos, foram usadas temperaturas de secagem de 40, 50, 60, 70, 80, 90 e 100 ºC. Os dados experimentais de secagem foram ajustados ao modelo matemático empírico de Page, apresentando para todos os tratamentos coeficientes de determinação (R2) superiores a 99,60% e valores de desvio-padrão da estimativa (SE) inferiores a 0,0165. As cinéticas de secagem de teor de umidade e temperatura obtidos por meio do CFX® foram comparados com as cinéticas experimentais de secagem e uma boa aproximação foram obtidas. Coeficientes de massa difusivo foram obtidos para diferentes condições de secagem. Verificou-se que os coeficientes de transporte de massa difusivo tendem a aumentar com o aumento da temperatura do ar de secagem.Castor oil-based by-products are used in the manufacture of several commercially important commodities like surfactants, coatings, greases, pharmaceuticals, cosmetics, polyesters, polymers, etc . The castor bean has in the compositions approximately 50% oil, with special characteristics such as high viscosity, heat and pressure stability, low freezing point and ability to form waxy substances after chemical treatments. The castor bean is a potential candidate for the production of biodiesel; However, this product must be dried, in order, to reduce moisture content (10%), for safe storage. Drying is a complex operation involving transient transfer of heat and mass that provokes physical and chemical transformations in the product, which, in turn, may cause changes in the quality thereof, as well as the mechanisms of heat and mass transfer. This work presents an experimental and numerical study of castor bean fruits drying (Ricinus communis L., variety "BRS Energia"). A three-dimensional transient mathematical model is presented to predict the heat and mass transfer and to simulate the distribution of temperature and moisture content inside the solid, considering the constant thermophysical properties, using ANSYS CFX® software. For validation of the numerical methodology were performed drying experiments with castor bean fruits of the variety BRS Energy. In the experiments, were used drying temperatures of 40, 50, 60, 70, 80, 90 and 100ºC. The experimental data of drying were adjusted to the empirical mathematical model of Page, presenting for all treatments, coefficients of determination (R2) greater than 99.60% and standard deviation values of the estimate (SE) lower than 0.0165. The drying kinetics of temperature and moisture content obtained by CFX® were compared with the experimental drying kinetics and a good approximation has been obtained. Diffusive mass coefficients were obtained for different drying conditions. It was found that the diffusive mass transport coefficients tend to increase with increasing drying air temperature.CNP